Medidas de Pressão 1-OBJETIVO Determinar a medida de baixa pressão e alta pressão, e comparar os medidores de pressão, ou seja, limnímetro, piezômetro e manômetro de tubo em “U”.
2-FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA Para a realização do experimento, nota-se a necessidade de conhecer alguns conceitos como: Massa específica ou densidade absoluta de uma substância é expressa pela unidade de volume dessa substância. A unidade é dada em g/cm3, Kg/m3. Peso específico absoluto de um material homogêneo é o peso da unidade do volume desse material. O peso específico da água é 1000Kg/m3. O do mercúrio, 13600Kg/m3. Densidade relativa, ou densidade de um material é a relação entre a massa específica desse material e a massa específica de uma substância tomada por base. No caso dos líquidos, essa substância é a água. Pressão (N/m2) é uma definida como uma força (N) sendo aplicada em uma unidade de área (m2). Pressão absoluta é aquela referida à pressão zero absoluta, aquela correspondente ao vácuo perfeito. Pressão efetiva é aquela medida em uma escala cuja origem coincide com a pressão atmosférica local. Uma pressão efetiva pode ser s er positiva, nula ou negativa, enquanto que a pressão absoluta não pode ser negativa. Os dispositivos para medir as pressões foram o piezômetro e o manômetro de tubo em “U”. O piezômetro é um dispositivo onde a pressão é calculada pela lei de Stevin, uma vez
conhecido o peso específico da substância. Consiste na inserção de um tubo transparente na canalização onde se quer medir a pressão. O líquido subirá no tubo piezométrico a uma altura h, correspondente à pressão interna. O manômetro em “U” é utilizado para medir pressões muito
pequenas ou muito grandes para o piezômetro. Quando se trata de pressões altas, a substância utilizada no manômetro é o mercúrio, de forma a reduzir o comprimento da escala. 1
Limnímetros são réguas com escalas fixas, com uma graduação, parcialmente imersas no líquido. São usados para medidas de níveis e de profundidade. 3-METODOLOGIA DO ENSAIO 3.1-MATERIAIS UTILIZADOS: -
Bomba hidráulica;
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Circuito hidráulico fechado (condutos forçados, canal aberto, reservatório);
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Mangueira de nível;
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Manômetro;
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Piezômetro;
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Trena;
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Régua;
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Limnímetro.
3.2-PROCEDIMENTOS Os procedimentos adotados para conduto aberto foram os seguintes: 1- Verificou-se se todos os registros encontravam-se devidamente fechados; 2- Verificou-se a temperatura da água utilizada no experimento; 3- Ligou-se a bomba hidráulica; 4- Abriu-se o registro de modo que a água circulá-se no sistema hidráulico; 5- Nivelou-se o canal aberto utilizando a nível de mangueira; 6- Elevou-se a comporta do vertedouro para aumentar a lâmina da água e diminuir a velocidade; 7- Determinou-se o nível da água do canal aberto através do limnímetro; 8- Retirou-se o ar existente na mangueira que liga o conduto ao piezômetro; 9- Determinou-se a diferença de nível (Y2) entre o fundo do canal aberto e o piezômetro; 10- Fez-se a leitura da diferença de altura da coluna d’água no piezômetro (h2). 11- Foram realizadas 03 medidas. 12- Determinou-se a diferença de nível (Y1) entre o fundo do canal aberto e o manômetro; 2
13- Fez-se a leitura da diferença de altura da coluna de mercúrio no manômetro (h1); 14- Foram realizadas 03 medidas.
Os procedimentos adotados para condutos forçados foram os seguintes: 1- Verificou-se se todos os registros encontravam-se devidamente fechados; 2- Verificou-se a temperatura da água utilizada no experimento; 3- Ligou-se a bomba hidráulica; 4- Abriu-se o registro até que houvesse diferença de altura entre as colunas de mercúrio; 5- Com a mangueira de nível, foi nivelado o centro do canal com o manômetro, determinando (Y1); 6- Retirou-se o ar que se encontrava na mangueira que liga o conduto ao manômetro; 7- Fez-se as medições da diferença de altura entre as colunas de mercúrio.
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4-RESULTADOS 4.1-Resultados-Baixa Pressão Limnímetro
(baixa pressão):
1ª Medida: 33,8cm 2ª Medida: 33,8cm 3ª Medida: 33,9cm Media Aritmética:33,833cm Logo, calcula-se a pressão no fundo do canal com a formula: P = água x H, e obtém-se que pressão em a é: 3,307kPa. Piezômetro
(baixa pressão):
1ª Medida: 33,9cm 2ª Medida: 33,9cm Media Aritmética:33,9cm Logo, calcula-se a pressão no fundo do canal com a formula: P = água x (H + Y2), e obtém-se que a pressão em a é: 3,313kPa Manômetro
(baixa pressão):
Y1= 23,3cm Y2= 30,0cm Y3= 18,3cm Y4= 20,2cm Y5= 27,8cm Logo, calcula-se a pressão no fundo do canal com a formula: P+Y1. água+Y2. água+Y3. mercúrio-Y4. mercúrio-Y5. água=P atm e obtém-se que a pressão em a é: 3,335kPa
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4.2-Resultados-Alta Pressão Manômetro
(alta pressão)
Y1= 96,0cm Y2= 64,0cm Y3= 43,4cm Y4= 54,5cm Y5= 53,5cm
Logo, calcula-se a pressão no fundo do canal com a formula: P+Y1. água+Y2. água+Y3. mercúrio-Y4. mercúrio-Y5. água=P atm e obtém-se que a pressão dentro do conduto é: 436,153kPa
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5-CONCLUSÃO Levando-se em consideração, os resultados obtidos para as medidas de baixa pressão, chega-se a conclusão que os métodos são eficientes, mas não são precisos. Afinal de contas, o desvio padrão dos três resultados foi de 1,47%, o que não indica que o erro foi grande, mas indica que houve erro que pode ter sido ocasionado pela inexperiência e falta de prática dos alunos participantes do experimento, falhas no equipamento utilizado no experimento, devido a falta de calibração adequada, bolhas de ar não retiradas das mangueiras de comunicação entre os condutos, a canaleta e os seus respectivos aparelhos de medição e, ou possíveis erros de calculo ou leitura 6-BIBLIOGRAFÍA: -Hidráulica Básica, Rodrigo de Melo Porto. São Carlos EESC-USP -Mecânica dos Fluidos, Merle C. Potter e David C. Wiggert
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